KR101083436B1

KR101083436B1 - 다이캐스팅 금형 플런저용 냉각기

Info

Publication number: KR101083436B1
Application number: KR1020090059018A
Authority: KR
Inventors: 박윤태
Original assignee: 박윤태
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2011-11-14
Also published as: KR20110001470A

Abstract

본 발명은 가공의 용이성을 제공하면서 생산원가를 대폭 절감하면서 유지보수의 용이성을 제공할 수 있도록 한 다이캐스팅 금형 플런저용 냉각기에 관한 것으로서,

다이캐스팅 금형에 연결되는 사출슬리브에 결합 되어 제품성형을 위한 용탕을 금형으로 주입하는 플런저를 구성하는 플런저헤더와 플런저조인터 사이에 개재되어 교환 가능하면서 플런저헤더의 냉각을 수행하는 냉각기를 더 구비하고, 상기 냉각기는 원기둥형태의 냉각바디 선단면에 플런저헤더의 내벽면을 냉각시키도록 형성하는 수직냉각부와, 상기 냉각바디의 외주면에 플런저헤더의 내벽원주면을 냉각시키도록 형성하는 수평냉각부로 구성하는 것이 특징이다.

다이캐스팅, 금형, 플런저, 냉각

Description

다이캐스팅 금형 플런저용 냉각기{A COOLER OF PLUNGER FOR DIE CASTING}

본 발명은 다이캐스팅 금형 플런저용 냉각기에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 다이캐스팅 금형을 통하여 원하는 제품을 얻고자 할 때 금속을 용융한 용탕을 금형 내부로 밀어주는 플런저에 내장되어 냉각성을 높이고 가공의 용이성을 제공할 수 있도록 한 냉각기의 제공에 관한 것이다.

다이캐스팅(Die Casting)은 원하는 주조형상에 일치하도록 정밀하게 기계가공된 금형에 알루미늄 또는 마그네슘과 같은 금속물을 용융한 용탕을 주입하여 금형과 똑같은 주물 제품을 얻는 정밀주조법의 하나이다.

이러한 다이캐스팅 주조법은 치수 정밀도가 높기 때문에 다듬질과 같은 후가공이 필요 없고, 기계적 성질이 우수하여 균일한 품질을 지속적으로 유지시키면서 대량생산이 가능하기 때문에 근자에 널이 사용되고 있다.

본원 출원인 또한 특허(제2009-47063호)로 선행하여 출원한 바 있으며, 이의 기술내용을 도 8을 통하여 살펴보면 다음과 같다.

선행기술이 적용되는 플런저(1)는 플런저헤드(2)에 결합 되는 플런저조인터(3)의 축 중심에 냉각수유입관(4)을 고정하고, 상기 냉각수유입관(4) 으로부터 공급되는 냉각수를 플런저헤더(2)의 선측 내부에 고르게 전달할 수 있도록 플런저조인터(3)에 일체로 냉각유로(5)를 형성한다.

상기 냉각유로(5)는 플런저조인터(3)의 선단면(6) 중심의 토출구(7)에서 선단면(6)의 외주연(8) 방향으로 냉각수를 유통시켜 플런저헤드(2)의 선단면(9)을 냉각시키는 수직유로(10)와, 상기 수직유로(10)의 끝단에서 플런저헤더(2)의 중간위치 방향으로는 플런저헤드(2)의 중간위치 원주면(11)를 냉각시키는 수평유로(12)를 형성한다.

상기 수평유로(12)가 끝나는 위치에 순환된 냉각수를 회수하여 배출라인(13)으로 유도할 수 있도록 플런저조인터(3)의 원주방향으로 요입되게 회수라인(14)을 형성하고, 상기 회수라인(14)과 배출라인(13) 사이를 연결하여 회수된 냉각수를 배출시키는 배출공(15)을 포함하여 구성하고 있다.

상기와 같은 선행기술에서는 플런저조인터의 선단부에 냉각유로를 일체로 형성함으로 인하여 플런저헤더의 선단부 냉각성능은 향상되었으나, 플런저조인터의 축중심방향과 축 중심에 대한 직각방향 등 다양한 방향으로 냉각유로와 회수라인 및 배출공을 형성하여야 하기 때문에 가공이 상당히 어렵고 그에 따라 전체적인 생산원가가 상승 되는 원인이 된다.

즉, 냉각유로를 플러저조인터의 선단부에 방사상으로 형성하거나 또는 스크류타입과 같이 나선형(소용돌이) 형태로 형성하기 때문에, 방사상으로 형성하는 경우에는 그나마 가공이 이루어질 수 있으나 나선형으로 형성할 경우에는 쉽게 가공하는 것이 어려워 많은 시간을 투자하여야 하므로 원가 상승과 더불어 생산성이 좋지 못하게 되는 원인이 된다.

상기 냉각유로를 가지는 플런저조인터의 수명이 다하였을 경우 교환할 때 플런저조인터 전체를 교환하여야 하기 때문에 냉각유로가 형성되지 않는 플런저조인터의 후미 부위의 손상이 없더라도 함께 폐기하여야 하기 때문에 불필요한 자재의 낭비를 가져오고 이로 인한 유지보수 비용이 상승하는 원인이 된다.

그리고, 냉각유로를 가지는 플론저조인트의 후방에 플런저헤더와 연결시 충분한 강성을 유지할 수 있도록 일체로 더 돌출시키는 후육부에 의하여 후방의 로드와 연결시 후육부 만큼 간섭이 발생하여 기존의 로드를 일부 절단하는 등의 과정을 거쳐 조립하여야 하는 불편이 따르는 등 여러 문제점이 발생하고 있는 실정이다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서 다이캐스팅 금형에 연결되는 사출슬리브에 결합 되어 제품성형을 위한 용탕을 금형으로 주입하는 플런저를 구성하는 플런저헤더와 플런저조인터 사이에 개재되어 교환 가능하면서 플런저헤더의 냉각을 수행하는 냉각기를 더 구비하고, 상기 냉각기는 원기둥형태의 냉각바디 선단면에 플런저헤더의 내벽면을 냉각시키도록 형성하는 수직냉각부와, 상기 냉각바디의 외주면에 플런저헤더의 내벽원주면을 냉각시키도록 형성하는 수평냉각부로 구성하여, 가공의 용이성을 제공하면서 생산원가를 대폭 절감하면서 유지보수의 용이성을 제공할 수 있는 목적을 달성할 수 있다.

본 발명은 플런저를 구성하는 플런저헤더 내부에 삽입되어 플런저조인터로 단속되는 독립된 냉각기를 제공하여 플론저헤더의 냉각성을 높이면서도 가공의 용이성을 제공하면서 생산성의 향상과 원가절감에 기여할 수 있도록 하면서, 냉각기만 교환하여 유지보수 가능하도록 함으로서 유지보수의 용이성과 유지보수 비용을 절감하여 이용자들의 편의성을 증대시킬 수 있는 등 다양한 효과를 가지는 발명이다.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 냉각기가 적용된 다이캐스팅 금형 플런저를 도시한 분해 사시도, 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 다이캐스팅 금형 플런저용 냉각기를 도시한 정면 사시도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 다이캐스팅 금형 플런저용 냉각기를 도시한 배면 사시도, 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 다이캐스팅 금형 플런저용 냉각기의 A - A선 단면도, 도 5는 본 발명의 기술이 적용된 다이캐스팅 금형 플런저용 냉각기의 B - B선 단면도, 도 6은 본 발명의 기술인 냉각기가 적용된 다이캐스팅 금형 플런저의 사용상태 예시도, 도 7은 본 발명의 기술이 적용된 다이캐스팅 금형 플런저용 냉각기의 다른 예를 도시한 구성도로서 함께 설명한다.

다이캐스팅 금형에 연결되는 사출슬리브에 결합 되어 제품성형을 위한 용탕을 금형으로 주입하는 플런저(100)는 플런저헤더(101)에 플런저조인터(102)를 나사 결합하여 구성된다.

본 발명에서는 플런저조인터(102) 후방에 연결되는 로드의 변경 없이 플런저조인터(102)의 선단부와 플런저헤더(101)의 내경부 사이에 개재되어 교환가능한 냉각기(105)를 구비하여 플런저(100)의 냉각을 수행할 수 있도록 하는 것을 특징으로 힌다.

상기 냉각기(105)는 원기둥형태로 구비되는 냉각바디(106)의 선단면에 형성하여 플런저헤더(101)의 내벽면(107)을 냉각시키는 수직냉각부(108)와, 냉각바디(106)의 외주면에 형성하여 플런저헤더(101)의 내벽원주면(109)을 냉각시키는 수평냉각부(110)를 가지도록 한다.

상기 수직냉각부(108)는 냉각바디(106)의 선단면 축 중심에 연결되는 냉각수유입관(111)의 토출구를 기준으로 격벽(112,112')으로 구획된 다수개의 동심원 형 태의 수직유로(113,113')를 구비하고, 상기 수평냉각부(110)는 냉각바디(106)의 외주면에 격벽(114,114')으로 구획된 다수개의 수평유로(115,115')를 형성한다.

상기 수직 및 수평유로(113,113',115,115')을 구성하는 격벽(112,112',114,114')에는 동일한 방향, 어긋난 방향 또는 다방향으로 통로(116)를 형성하여 인접한 수직 및 수평유로(113,113',115,115')로 냉각수가 고르게 확산 되어 유통할 수 있도록 한다.

상기 수평유로(115,115')의 후미에는 순환된 냉각수를 회수하여 냉각수유입관(111)의 외부에 형성되는 배출라인(117)으로 배출하기 위한 배출공(118)을 연통시켜 형성한다.

상기 냉각바디(106)의 외주면 후미와 후단면에는 플런저헤더(101)의 내벽원주면(109)과 플런저조인터(102)의 선단면(119)과의 기밀을 유지하여 냉각수의 유출을 방지하기 위한 기밀재(120)를 개재하도록 한다.

상기와 같은 본 발명의 기술이 적용된 다이캐스팅 금형 플런저용 냉각기(105)의 사용상태를 살펴보면 다음과 같다.

플런저(100)는 다이캐스팅 금형과 연결된 사출슬리브와 결합 되어 후퇴한 상태에서 용탕이 사출슬리브로 공급되면 플런저(100)가 전진하면서 용탕을 금형으로 공급하여 원하고자 하는 형상으로 제품을 주조하게 된다.

상기와 같이 플런저(100)가 사출슬리브를 왕복하면서 용탕을 금형으로 공급하는 과정에서 고열에 노출되기 때문에 플런저헤드(101)에 결합 된 플런저조인터(102)를 통하여 냉각수를 공급받아 플런저헤드(101)의 내벽면(107)과 내벽원주면(109)을 냉각하게 된다.

즉, 플런저헤더(101)의 내부에 삽입되어 플런저조인터(102)로 마감되는 냉각기(105)가 냉각바디(106)의 축중심에 연결되는 냉각수유입관(111)을 통하여 냉각수가 유입되어 토출된다.

그러면, 냉각바디(106)의 선단면에 격벽(112,112')으로 유지되어 동심원 형태로 구비되는 수직유로(113,113')로 냉각수가 순환되어 플런저헤더(101)의 내벽면(107)을 냉각시키게 되고, 냉각바디(106)의 외주면에 격벽(114,114')으로 형성성되는 수평유로(115,115')는 플런저헤더(101)의 내벽원주면(109)을 냉각하게 된다.

이는, 수직유로(113,113')와 수평유로(115,115')를 만들고 있는 격벽(112,112',114,114')에는 냉각수가 각각의 수직유로(113)와 수직유로(113') 및 수평유로(115)와 수평유로(115')를 연결하는 것은 물론, 수직유로(113,113')와 수평유로(115,115')를 연결하여 냉각수가 유통되면서 확산 될 수 있도록 하는 통로(116)를 형성하고 있으므로 냉각수가 냉각기(105) 전체에 고르게 분산되어 냉각을 수행할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 토출구를 통하여 공급된 냉각수는 수직유로(113,113')와 수평유로(115,115')를 거치면서 플런저헤더(101)의 내벽면(107)과 내벽원주면(109)을 냉각시킨 후 배출공(118)을 통하여 배출라인(117)으로 배출되는 순환을 통하여 지속적인 냉각을 수행하게 된다.

물론, 냉각기(105)의 외주면 후미와 후단면에는 기밀재(120)를 개재하고 있 어 플런저조인터(102)로 냉각수가 유출되는 것을 방지할 수 있게 되는 것은 당연할 것이다.

본 발명의 다른 예로서는 수직 및 수평유로(113,113',115,115')를 구성하는 격벽(112,112',114,114') 중 제일 외측에 위치한 격벽(112',114') 사이의 격벽(112,114) 높이를 제일 외측에 위치한 격벽(112',114') 보다 낮추어 냉각수가 플런저헤더(101)의 내벽면(107)과 내벽원주면(109)과 연접되는 면적을 최대화하여 냉각효율을 극대화할 수 있도록 하여도 된다.

이러한 본 발명은 냉각을 수행하는 과정에서 냉각기(105)의 수명이 다한 경우에는 플런저(100) 전체를 교환하지 않고 플런저헤더(101)로부터 플런저조인터(102)를 분리하여 냉각기(105)만 교환하면 되기 때문에 유지 보수의 용이성을 제공할 수 있는 장점을 가진다.

도 1은 본 발명의 냉각기가 적용된 다이캐스팅 금형 플런저를 도시한 분해 사시도.

도 2는 본 발명의 기술이 적용된 다이캐스팅 금형 플런저용 냉각기를 도시한 정면 사시도.

도 3은 본 발명의 기술이 적용된 다이캐스팅 금형 플런저용 냉각기를 도시한 배면 사시도.

도 4는 본 발명의 기술이 적용된 다이캐스팅 금형 플런저용 냉각기의 A - A선 단면도.

도 5는 본 발명의 기술이 적용된 다이캐스팅 금형 플런저용 냉각기의 B - B선 단면도.

도 6은 본 발명의 기술인 냉각기가 적용된 다이캐스팅 금형 플런저의 사용상태 예시도.

도 7은 본 발명의 기술이 적용된 다이캐스팅 금형 플런저용 냉각기의 다른 예를 도시한 구성도.

도 8은 종래 기술이 적용된 다이캐스팅 금형 플런저를 도시한 구성도.

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*

100; 플런저

105; 냉각기

108; 수직냉각부

110; 수평냉각부

112,112',114,114'; 격벽

113,113'; 수직유로

115,115'; 수평유로

118; 배출공

Claims

다이캐스팅 금형에 연결되는 사출슬리브에 결합 되어 제품성형을 위한 용탕을 금형으로 주입하는 플런저(100)를 구성하는 플런저헤더(101)와 플런저조인터(102) 사이에 개재되어 교환 가능하면서 플런저헤더(101)의 냉각을 수행하는 냉각기(105)를 더 구비하고;

상기 냉각기(105)는 원기둥형태의 냉각바디(106) 선단면에 플런저헤더(101)의 내벽면(107)을 냉각시키도록 형성하는 수직냉각부(108)와;

상기 냉각바디(106)의 외주면에 플런저헤더(101)의 내벽원주면(109)을 냉각시키도록 형성하는 수평냉각부(110)로 구성하고;

상기 수직냉각부(108)는 냉각바디(106)의 선단면 축 중심에 연결되는 냉각수유입관(111)의 토출구를 기준으로 격벽(112,112')으로 동심원형태로 구획되는 다수개의 수직유로(113,113')를 포함하고;

상기 수평냉각부(110)는 냉각바디(106)의 외주면에 격벽(114,114')으로 구획된 다수개의 수평유로(115,115')를 포함하고;

상기 수직 및 수평유로(113,113',115,115')을 구성하는 격벽(112,112',114,114')에는 인접한 수직 및 수평유로(113,113'115,115')로 냉각수를 유통시키도록 통로(116)를 형성하고;

상기 수평유로(115,115')의 후미에 형성하여 순환된 냉각수를 배출라인(117)으로 배출하기 위한 배출공(118)을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 금형 플런저용 냉각기.
제 1 항에 있어서;

상기 수직 및 수평유로(113,113'115,115')를 구성하는 격벽(112,112',114,114') 중 제일 외측에 위치한 격벽(112',114') 사이의 격벽(112,114) 높이를 제일 외측에 위치한 격벽(112',114') 보다 낮추어 냉각수가 플런저헤더(101)의 내벽면(107)과 내벽원주면(109)과 연접되는 면적을 최대화할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 금형 플런저용 냉각기.